CN104379211A - 用于检测磁共振成像场的设备和技术 - Google Patents

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Abstract

一种设备包括被配置成植入到患者体内的外壳。该设备还包括第一磁场方向传感器、第二磁场方向传感器以及磁场强度传感器，第一磁场方向传感器位于外壳内的第一位置处并且被配置成生成表示磁场在该第一位置处的第一方向的信号，第二磁场方向传感器位于外壳内的第二位置处并且被配置成生成表示该磁场在该第二位置处的第二方向的信号，磁场强度传感器被配置成生成表示该磁场的强度的信号。该设备还包括配置成基于表示该磁场的强度的信号和表示该磁场的第一和第二方向的信号中的至少一者来标识该磁场的源的控制模块。

Description

用于检测磁共振成像场的设备和技术
技术领域
本公开涉及用于检测磁共振成像(MRI)设备的技术，尤其涉及能够检测MRI环境的可植入医疗设备。
背景
磁共振成像(MRI)是一种医学成像技术，被用于使患者的详细内部结构可视化。在MRI扫描期间，患者至少部分地处于MRI设备之内。该MRI设备可以产生各种磁场和电磁场，包括静态磁场(在下文中被称为“静态MRI场”)、梯度磁场以及射频(RF)场。静态MRI场可由MRI设备内的主磁体产生，且在MRI扫描开始前就可存在。梯度磁场可由电磁体产生，并且可存在于MRI扫描期间。RF磁场可由发射/接收线圈产生，并且可存在于MRI扫描期间。如果经历MRI扫描的患者具有可植入医疗设备(IMD)，则MRI设备所产生的各种场可能会干扰该IMD的操作。
发明内容
为了降低在MRI扫描期间所产生的各种场对IMD的影响，一些IMD可以在MRI扫描期间被编程为一种兼容MRI的操作模式(在本文中也被称为MRI操作模式)。通常，临床医师可以在计划好的MRI扫描之前的某一时间点使用编程设备对这些IMD进行编程。在患者接收MRI扫描之后，临床医师可以对IMD进行重新编程使其回到正常的设置。在扫描具有IMD的患者之前和之后所进行的重新编程过程可能对患者和临床医师而言都是不方便的。在一些场景中，具有IMD的患者可能需要紧急MRI扫描。这种场景不能在MRI扫描前后提供足够大的时间窗口以允许对IMD进行重新编程。
根据本公开的IMD可以在MRI扫描开始之前自动地检测MRI设备的存在(例如，通过检测静态MRI场)。例如，IMD可基于磁场的强度和/或磁场方向性的散度中的一者或两者来检测MRI设备。此外，IMD可以将静态MRI场与其它磁场(比如由手持式磁设备(例如，遥测头磁体或其它手持式磁体)所产生的磁场)区分开，由此，改善了IMD至少部分基于磁场的方向性的散度来标识检测到的磁场的源的特异性。
在MRI扫描开始之前，响应于MRI设备的检测，IMD可以从在正常模式中操作转变为在MRI模式中操作。在MRI模式中操作时，IMD可以被配置成使得它较少受到MRI设备所发射的梯度场和RF场的不利影响。IMD自动地检测MRI设备并转变为MRI模式的能力可以消除在MRI扫描之前对IMD进行人工重新编程的需要，或者在人工重新编程未进行的情况下提供一种故障防护的重新编程模式。
在根据本公开的一个示例中，一种设备包括配置成植入患者体内的外壳。该设备还包括第一磁场方向传感器、第二磁场方向传感器以及磁场强度传感器，第一磁场方向传感器位于外壳内的第一位置处并且被配置成生成表示磁场在该第一位置处的第一方向的信号，第二磁场方向传感器位于外壳内的第二位置处并且被配置成生成表示该磁场在该第二位置处的第二方向的信号，磁场强度传感器被配置成生成表示该磁场的强度的信号。该设备的控制模块被配置成基于表示该磁场的强度的信号、表示该磁场的第一方向的信号、以及表示该磁场的第二方向的信号中的至少一者来标识该磁场的源。
在根据本公开的另一示例中，一种方法包括获得表示磁场在可植入医疗系统内的第一位置处的第一方向的信号，获得表示磁场在所述可植入医疗系统内的第二位置处的第二方向的信号，获得表示所述磁场的强度的信号，以及基于表示所述磁场的强度的信号、表示所述磁场的第一方向的信号、以及表示所述磁场的第二方向的信号中的至少一者来标识所述磁场的源。
在根据本公开的又一示例中，一种非暂态计算机可读存储介质包括在被执行时使可编程处理器执行下列操作的指令：获得表示磁场在可植入医疗系统内的第一位置处的第一方向的信号，获得表示磁场在所述可植入医疗系统内的第二位置处的第二方向的信号，获得表示所述磁场的强度的信号，以及基于表示所述磁场的强度的信号、表示所述磁场的第一方向的信号、以及表示所述磁场的第二方向的信号中的至少一者来标识所述磁场的源。
该概述意在提供本发明所描述的技术主题的概览。其并不意在对于技术给出排他性或穷尽的说明，该技术结合如下附图和描述而被详细描述。在以下的附图和描述中阐述一个或多个示例的进一步的细节。其它特征、目的、和优点将从描述和附图、以及从以下的陈述中显见。
附图说明
图1是包括磁共振成像(MRI)设备的示例MRI环境的概念图。
图2是包含用于将刺激治疗经由可植入引线递送至患者心脏的可植入医疗设备(IMD)的示例医疗系统的概念图。
图3A和3B示出了IMD的示意图。
图4示出了静态MRI场以及遥测头场相对于示例强度阈值的强度范围。
图5A和5B是分别示出遥测头磁体和MRI设备的主磁体的示例磁场线的概念图。
图6是在静态MRI场和遥测头场之间进行区分的示例方法的流程图。
图7是在静态MRI场和遥测头场之间进行区分的另一示例方法的流程图。
图8是示出了IMD的示例控制模块的功能框图。
详细描述
图1是示出包括磁共振成像(MRI)设备16的MRI环境10的概念图。MRI设备16可以包括在MRI扫描之前以及期间患者12被放置在其上的患者检查台。患者检查台被调整成使患者12的至少一部分置于MRI设备16的孔(“MRI孔”)内。在被置于MRI孔内时，患者12的被扫描的那一部分遭受多个磁场和RF场以产生身体结构的图像，以用于诊断损伤、疾病和/或失调。
MRI设备16包括扫描部分，该扫描部分容纳MRI设备16的生成静态MRI场的主磁体。静态MRI场是大型的非时变的磁场，无论MRI程序是否进行，该磁场一般总是存在于MRI设备16周围。MRI设备16还包括生成梯度磁场的多个梯度磁场线圈。梯度磁场是一般仅在MRI程序在进行中时才存在的脉冲磁场。MRI设备还包括生成RF场的一个或多个RF线圈。RF场是一般仅在MRI程序在进行中时才存在的脉冲高频场。尽管MRI设备的结构可能变化，但是构想了本文中用于检测静态MRI场的技术一般可应用于各种其它MRI设备配置，比如侧边敞开式MRI设备或其它配置。
静态MRI场、梯度磁场、和RF场的磁性、频率、和其他特性可基于产生场的MRI设备16的类型和执行的MRI程序的类型而变化。例如，1.5T的MRI设备将产生约1.5特斯拉(T)的静磁场且具有约64兆赫兹(MHz)的对应RF频率，而3.0T的MRI设备将产生约3.0特斯拉的静磁场且具有约128MHz的对应RF频率。然而，其他MRI设备可以生成不同的场。
患者12被植入可植入医疗系统14。在一个示例中，可植入医疗系统14可包括连接到一个或多个引线的IMD。IMD可以是感测患者12的心脏的电活动和/或向患者12的心脏提供电刺激治疗的可植入心脏设备。例如，IMD可以是可植入起搏器、可植入心律转变去纤颤器(ICD)、心脏再同步治疗去纤颤器(CRT-D)、心律转变器设备、或上述组合。或者，IMD可以是可植入的非心脏医疗设备，诸如可植入神经刺激器或提供电刺激治疗或诸如给药等其他治疗的其他设备。
MRI设备16所产生的各种类型的场中的一些或全部可对可植入医疗系统14具有不合乎需要的影响。在一个示例中，在MRI程序期间生成的梯度磁场和/或RF场可以在引线的导体上感生能量(例如，电流的形式)。引线上的感生能量可被传导给IMD并被不适当地检测为生理信号，这是通常被称为过感测的现象。将引线上的感生能量检测为生理信号可使得IMD在不需要时给予治疗(例如，触发起搏脉冲)或在需要时拒给治疗(例如，抑制起搏脉冲)。
在检测到MRI设备16的存在后，IMD被配置成按MRI操作模式或即“MRI模式”来操作。IMD在“MRI模式”中的操作可以指IMD的如下操作状态：与“正常模式”的操作相比，它更不易受MRI设备16所发出的梯度磁场和RF场的不利影响。如此，IMD在MRI模式中的操作可以降低并且可能消除由MRI设备16的梯度磁场和RF场所造成的不合乎需要的效果。与“正常模式”的操作相比，当在MRI模式中操作时，IMD被配置成以不同的功能进行操作。在一个示例中，当在MRI模式中操作时，IMD可以在非起搏模式(例如，纯感测模式)或异步起搏模式中操作。当在MRI模式中操作时，IMD还可关闭高电压治疗(例如，去纤颤治疗)。当在MRI模式中操作期间，IMD还可关闭遥测功能，例如唤醒或其他遥测活动。在一些示例中，MRI模式可以使用其他传感器(例如，压力或加速度传感器)、不同的感测电路、或不同的感测算法，以检测患者的心脏活动。如本文所描述的，可以作出其他调整。以此方式，已植入医疗系统14的患者12可在降低干扰IMD的操作的可能性的情况下接收MRI程序。
IMD可响应于检测到MRI设备16而自动转变到MRI模式。根据本公开的技术，IMD可基于在IMD内或其附近的至少两个位置中测量的磁场的强度和/或磁场的方向性的散度来检测MRI设备16的存在。在其他情况下，IMD可以仅基于静磁场的量级来检测MRI设备16的存在。在此将更详细地描述这些技术。
在MRI程序完成后，IMD可以转换回正常操作模式，例如根据感测到的信号来重新打开高电压治疗和/或触发和/或抑制起搏。IMD可响应于不再检测到MRI设备16的存在、定时器期满后、或响应于某一其他预定义准则或其组合而自动回到正常操作模式。或者，IMD可经由通过无线遥测从外部设备(如，编程设备)接收到的命令而被手动地编程为正常操作模式。
图2是更详细的示例可植入医疗系统20的概念图，可植入医疗系统20可对应于图1的可植入医疗系统14。可植入医疗系统20还结合编程器22和遥测头24来示出。可植入医疗系统20包括连接到引线28和30的IMD 26。
IMD 26可以是经由引线28和30向心脏32提供电刺激的可植入起搏器、可植入心律转变去纤颤器(ICD)、心脏再同步治疗去纤颤器(CRT-D)、心律转变器设备、或其组合。IMD 26包括外壳34和连接器块36。外壳34和连接器块36可以形成保护IMD 26的各组件的气密式密封。在一些示例中，外壳34可以包括金属或其它生物相容的外壳，它具有分开的两半。连接器块36可以包括电馈通，通过这些电馈通，在引线28和30以及外壳34内所包括的电组件内的导体之间进行电连接。如本文将进一步详细描述的，外壳34可容纳一个或多个处理器、存储器、发射机、接收机、传感器、感测电路、治疗电路以及其他适当组件。外壳34被配置成植入到患者(如患者12)体内。
引线28和30各自包括一个或多个电极。在图2所示的示例中，引线28和30各自包括位于它们相应引线28和20的远端附近的相应尖端电极38和40以及环形电极42和44。当被植入时，尖端电极38和40和/或环形电极42和44被放置得相关于所选组织、肌肉、神经或患者12体内的其他位置或被放置在它们之中。在图2所示的示例中，尖端电极38和40是可伸长的螺旋形电极，以便于使引线28和30的远端固定到患者12体内的目标位置。以此方式，尖端电路38和40被形成以限定固定机构。在其他实施例中，尖端电极38和40中的一者或两者可被形成以限定其他结构的固定机构。在其他情况下，引线28和30可包括与尖端电极38和40分开的固定机构。固定机构可以是任何合适的类型，包括抓紧机构、螺旋或螺纹机构、药物涂层(drug-coated)连接机构，其中药物(多个)用于减少组织的感染和/或肿胀，或者其他附连机构。
一个或多个导体(图2中未示出)在引线28和30内从连接器块36沿引线的长度延伸，以接合相应尖端电极38和40与环形电极42和44。以此方式，电极38、40、42和44中的每一个电耦合到其相关联的引线本体内的相应导体。例如，第一电导体可沿引线28的本体长度从连接器块36延伸并电耦合至尖端电极38，且第二电导体可沿引线28的本体长度从连接器块36延伸并电耦合至环形电极42。相应导体可经由连接器块36中的连接来电耦合到IMD 26的电路，如治疗模块或感测模块。电导体将来自IMD 26内的治疗模块的治疗传送到电极38、40、42以及44中的一个或多个，并将来自电极38、40、42以及44中的一个或多个的感测电信号传送到IMD 26内的感测模块。
IMD 26可使用本领域已知的各种无线通信技术中的任一种与编程器22通信。例如，通信技术的示例可以包括低频感应遥测或RF遥测，但也可考虑其它技术。编程器22可以是手持式计算设备、台式计算设备、联网计算设备、或配置成与IMD 26通信的其他计算设备。编程器22可以包括具有指令的非暂态计算机可读存储介质，这些指令在被执行时使编程器22的处理器提供属于本公开的编程器22的功能。
编程器22从IMD 26检索数据。使用编程器22从IMD 26中检索出的数据可以包括由IMD 26存储的心脏EGM，这些EGM指示了心脏32的电活动。数据也可以包括标记物通道数据，该数据指示了与IMD 26相关联的感测、诊断和治疗事件的发生和时序。另外，数据可以包括与IMD 26或可植入医疗系统20的其它组件(诸如引线28和30或者IMD 26的电源)的性能或完整性有关的信息。
编程器22还可将数据传送给IMD 26。例如，使用编程器22传送到IMD 26的数据可以包括：操作参数的数值、用于传递电刺激的电极选择、用于电刺激的波形选择、检测算法的配置参数、或其他数据。如在此结合图4-8所描述的，编程器22也可以传送下阈值、上阈值以及磁场散度阈值。这些上阈值、下阈值以及磁场散度阈值可以是可编程的值，这些值可以逐个患者地进行校准，例如，基于患者中的IMD的类型或IMD的位置/取向。在其它示例中，这些值可以是可编程的，以便与市场上可买到的各种MRI设备相兼容，因为不同的MRI设备可能呈现出不同的磁场特征。然而，在一些情况下，这些值可被设置成使得IMD 26能够使用相同参数来检测一个以上MRI设备的存在。
虽然在图2中未示出，但IMD 26可与未植入患者12体内的其他设备通信，如患者监视器。患者监视器可以是，包括与编程器22相似的功能的手持式计算设备、台式计算设备、联网计算设备等。例如，患者监视器可以是(例如，自动地或响应于来自患者或其他用户的命令)从IMD 26读取数据并向服务器上传数据的设备。编程器22和患者监视器可以是共同定位的，但通常并不如此。例如，编程器22可以在临床设置中被临床医生使用以与IMD 26进行通信，并且在患者家里患者监视器可以自动地或响应于用户命令与IMD 26进行通信。
在一个示例中，编程器22可以通过遥测头24与IMD 26进行通信。遥测头24可包括遥测头磁体46。遥测头磁体46产生磁场(“遥测头场”)。IMD 26可以检测遥测头磁体46(例如，通过检测遥测头场)的存在，并且可以响应于检测到遥测头磁体46而在遥测头模式中操作。IMD 26在“遥测头模式”中的操作可以响应于检测到遥测头磁体46而描述IMD 26的典型操作状态，且可以与MRI模式或正常模式不同。例如，在IMD 26检测到遥测头磁体46后，IMD26可以进入遥测头模式并且可经由遥测头24或RF遥测或其他遥测技术通过无线遥测与编程器22或其他外部设备通信，以向编程器22传送数据和/或从编程器22接收数据。当在遥测头模式中操作时，IMD 26也可以禁用心动过速检测。
在一些示例中，遥测头磁体46可以包括永磁体。该永磁体可以具有的面积大致等于IMD 26的面积，使得当遥测头24被放置到IMD 26顶部之上时该永磁体可以基本上覆盖IMD 26。在一些示例中，遥测头磁体46可以包括除了永磁体之外的手持式磁设备，比如用于产生遥测头场的电磁体。
如以上参考图1描述的，IMD 26还可响应于检测到与MRI设备16相关联的静磁场而在MRI模式中操作。如此，IMD 26可响应于检测到来自不同源的磁场而开始在不同操作模式中操作，例如响应于检测到静态MRI场而在MRI模式中操作以及响应于检测到遥测头场而在遥测头模式中操作。为此，IMD 26可被配置成基于与磁场相关联的特性在来自不同源的磁场之间进行区分。
通常，与MRI设备16相关联的静磁场的强度(或量级)远远大于遥测头磁体46或患者12遇到的其他磁场的强度(或量级)。MRI设备16可具有如下静磁场：该静磁场具有大于约0.5特斯拉的量级。另一方面，遥测头磁体46的强度通常在毫特斯拉(mT)范围内。例如，遥测头磁体46可具有约10mT到100mT范围内的量级。
然而，IMD 26可能不总是能够仅基于检测到的磁场的量级或强度来区分磁场的源。例如，静态MRI场的强度根据距MRI设备16的距离而降低。在IMD26位于距MRI设备16某一距离处时，例如患者12对他/她的脚踝进行MRI扫描的情况，存在以下可能性：静态MRI场在IMD 26处的强度与遥测头磁体46所产生的磁场强度相关联的强度范围重叠。在这种情况下，IMD 26不能确定该磁场是遥测头场还是静态MRI场。
根据本公开的技术，在各个场不能仅基于磁场的量级被区分开时，IMD 26可以基于如在IMD 26内或附近的至少两个位置处测量的磁场的方向性的散度来区分遥测头场与静态MRI场。如在本文中所使用的那样，磁场的方向性的散度是指由磁场在磁场内不同位置处呈现出的方向性散度，例如，在磁场中的两个点之间的方向性的差异。主要归因于它们的大小，例如约与IMD 26相同的面积，诸如编程器遥测头磁体46等典型磁体产生具有相对于静态MRI场的方向性散度而言很大的方向性散度的磁场。另一方面，MRI设备16的永磁体(它具有比遥测头磁体46至少大一个数量级的物理尺寸)产生具有相对小方向性散度的磁场。静态MRI场的磁场线可以例如基本上与孔轴平行，从孔的开口到患者检查台的末端。如本文将进一步详细描述的，IMD 26可以使用磁场的方向性散度来标识患者12在MRI环境10内，与遭受遥测头磁体46形成对比。
虽然在本文中描述了遥测头磁体46的检测，但遥测头场的相对大的方向性散度(例如，相对于静态MRI场的散度)可由患者12通常遇到的手持式磁设备或其他磁体所生成的其他磁场来展示出。例如，遥测头中未包括的患者磁体(比如手持式永磁体)可以产生与遥测头磁体46所产生的相似的方向性散度。另外，用于产生与遥测头磁体46相似的磁场的其它设备可以靠近IMD 26。这种设备可以包括但不限于除了患者磁体之外的永磁体和电磁体。因此，遥测头磁体46一般可表示生成与遥测头磁体46类似的磁场的任何磁设备(例如，手持式磁设备)或其他磁场源。一般而言，大多数“环境”磁场源(仅举几例，如焊机、电马达、以及防盗检测门)将展现出与遥测头磁体46类似的磁场，而极少量磁场源可展现出在规模上与MRI设备16的永磁体一样大的磁场。
尽管IMD 26被示为可植入心脏刺激设备(比如起搏器、ICD、CRT-D等)，但是在其它示例中，根据本公开用于检测静态MRI场并在MRI模式中操作的可植入设备可以包括可植入的药物泵或可植入的神经刺激器，用于提供深脑刺激、迷走神经刺激、胃刺激、骨盆底刺激、脊髓刺激、或其它刺激中的至少一种。在其它示例中，用于检测静态MRI场并在MRI模式中操作的可植入设备可以包括任何其它有源可植入医疗设备，它们包括MRI设备16所产生的场可能干扰的电子器件。在其它示例中，用于检测静态MRI场并在MRI模式中操作的设备可以包括外部设备。
图3A和3B示出了IMD 26的示意图。IMD 26的示意图示出了在外壳34内的IMD 26的各组件。外壳34限定了其中容纳IMD 26的各组件的腔50。图3B示出了从图3A所示的IMD 26的底侧来看在外壳34内各组件的安排。
IMD 26包括被容纳在腔50之内的电源52。电源52可以包括电池，例如，可再充电或不可再充电的电池。IMD 26包括印刷电路板(PCB)54，它包括IMD26的各电组件。电组件包括但不限于控制模块56、第一和第二磁场方向传感器58a和58b(统称为“磁场方向传感器58”)以及磁场强度传感器60。
PCB 54可以不限于典型的PCB结构，而是可以表示在IMD 26内的任何结构，该结构可被用于机械地支撑且电连接控制模块56、场方向传感器58、场强传感器60、电源52和外壳34内的其它电组件。在一些示例中，PCB 54可包括提供控制模块、场方向传感器58、场强传感器60之间的电连接以及电源52和控制模块56及场方向传感器58之间的电连接的一层或多层导电迹线和导电通孔，以使电源52可以提供给这些组件。引线28和30内的导体可以通过连接线62被连接到PCB 54上的控制模块56。例如，连接线62可以在一端被连接至引线28和30内的导体(例如，经由一个或多个馈通)，而在另一端被连接至PCB 54上的PCB连接点64。
尽管IMD 26的各个电组件被显示成被包括在单个PCB上，但是可以构想此处描述的电组件可被包括在IMD 26内的其它地方，例如，位于IMD 26内的其他支撑结构(诸如附加的PCB(未示出))上。在其它示例中，IMD 26内的电组件可以被安装到外壳34之内的腔50内，或者被安装到外壳34之外且通过外壳34中的馈通(未示出)而连接到外壳34内的组件。在又一些其它示例中，电组件可以被安装到连接器块36之上或之内，或者被连接到引线28和30中的一个或多个。
控制模块56以及控制模块56内所包括的模块表示可能被包括在本公开的IMD 26中的功能。本公开的模块可包括任何分立的和/或集成的电子电路组件，其实现了能产生属于本文的模块的功能的模拟和/或数字电路。例如，这些模块可包括模拟电路，如放大电路、滤波电路、和/或其他信号调节电路。这些模块也可包括数字电路，如组合逻辑电路或顺序逻辑电路、存储器设备等。存储器可以是任何非暂态计算机可读介质，包括任何易失性、非易失性、磁、光、或电介质，如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、或任何其它存储设备。此外，存储器可以包括指令，在被一个或多个处理电路执行时，这些指令使这些模块执行属于本文的模块的各种功能。
属于本文的模块的功能可具体实施为一个或多个处理器、硬件、固件、软件、或其任何组合。将不同的特征描绘为模块旨在强调不同的功能方面，并且不一定暗示这些模块必须通过单独的硬件或软件组件来实现。相反，与一个或多个模块相关联的功能可由单独的硬件或软件组件执行，或者集成在共同或单独的硬件或软件组件内。
场强传感器60生成根据磁场的强度而变化的信号。场强传感器60可以例如生成并输出根据磁场的强度而变化的电压信号。在另一示例中，场强传感器60可以只在磁场超过阈值场强时输出信号，如响应于被暴露到足够量级的磁场而闭合的Reed开关或其他磁开关的情况。场强传感器60可以例如表示一个或多个类型的磁场传感器，它们包括但不限于霍耳效应传感器、基于巨磁阻(GMR)的传感器、基于各向异性磁阻(AMR)的传感器、基于隧穿磁阻(TMR)的传感器、或适于测量它被暴露到的磁场的量级的任何其它类型的磁场传感器。
场方向传感器58中的每一个生成根据所施加的磁场的方向而变化的信号。因而，场方向传感器58所生成的信号表示在场方向传感器58的相应位置处的磁场的方向性。具体而言，第一场方向传感器58a生成表示在第一场方向传感器58a的位置处的磁场的方向的信号。以类似的方式，第二场方向传感器58b生成表示在第二场方向传感器58b的位置处的磁场的方向的信号。在其他情况下，IMD 26可包括两个以上的场方向传感器58，这些场方向传感器各自生成指示在相应场方向传感器58的位置处的磁场方向的信号。
场方向传感器58可以是能够生成表示磁场的方向性的信号的任何类型的磁场传感器。例如，场方向传感器58可以表示一个或多个类型的磁场传感器，它们包括但不限于霍耳效应传感器、基于巨磁阻(GMR)的传感器、基于各向异性磁阻(AMR)的传感器、基于隧穿磁阻(TMR)的传感器、或适于检测它被暴露到的磁场的方向性的任何其它类型的磁场传感器。
一个这样的可在市场购得的基于TMR的传感器是可从明尼苏达州EdenPrairie的NVE购得的AAT001-10E TMR角度传感器。AAT001-10ETMR角度传感器是在封装中以90度间隔旋转并按桥形结构连接的四个TMR元件的独特阵列。传感器元件中的每一个包含两个磁层：(1)“锁定”或固定方向层以及(2)活动方向或“自由”层。传感器元件的活动或自由层与外部磁场对齐。随着自由层与锁定层之间的角度变化，TMR元件的阻抗变化，这改变该传感器的输出电压。以此方式，TMR角度传感器的输出电压与固定方向或锁定层和活动方向或自由层之间的角度相对应，它表示磁场的方向。NVE还提供使用类似上述技术操作的基于GMR的传感器。然而，其他在市场上可购得的传感器也可与本文描述的技术一起使用。
场方向传感器58和/或场强传感器60中的每一个可包括一个或多个灵敏度轴。例如，场方向传感器58和/或场强传感器60可包括一个灵敏度轴、两个灵敏度轴、或者三个灵敏度轴，并且因此，场方向传感器58可以沿一个、两个或三个轴指示磁场方向，且场强传感器60可以沿一个、两个或三个轴指示磁场强度。在一些示例中，场方向传感器58和/或场强传感器60中的每一个可以是单轴传感器。在其他示例中，场方向传感器58和/或场强传感器60中的每一个可以是多轴传感器，例如，场方向传感器58和/或场强传感器60中的每一个可在两个或更多个轴上对磁场敏感。在其它示例中，场方向传感器58中的一些可以是多轴传感器，而场方向传感器58中的其余一些可以是单轴传感器。
可以构想各种配置和数目的磁场传感器可以被实现在IMD 26之内。尽管示出了两个场方向传感器58，但是IMD 26可以包括多于或少于两个场方向传感器58。在一些示例中，IMD 26可以只包括一个场方向传感器58，而在其它示例中，IMD 26可以包括三个或更多个场方向传感器58。
场方向传感器58的配置(例如，场方向传感器58的位置、场方向传感器58的数目以及每个场方向传感器58的轴的数目)都可以基于各种准则来进行选择。一般而言，每个场方向传感器58的灵敏度轴的数目越大，磁场的检测就越可靠，因为具有任何取向的磁场都可以被检测，而单轴传感器可能只测量磁场的单个轴分量。
在使用单轴传感器的示例中，具有不被该单轴传感器感测的取向的磁场可能在该单轴传感器的位置处不被测量。因此，在某些示例中，将多个三轴传感器用作场方向传感器58可以提供用于感测任何存在的磁场的最完整的方案，而不管方向如何。然而，多轴传感器可能比单轴传感器更贵，可能消耗比单轴传感器更多的电能，并且在轮询多轴传感器时并且在基于来自多轴传感器的信号来确定磁场方向时控制模块56可能使用更多的处理电能。相应地，在一些示例中，多轴传感器与单轴传感器可以被安排在IMD 26之内，以便可靠地检测静态MRI场，同时使成本和能耗达到最小。
场方向传感器58被安装在PCB 54上，使得场方向传感器58中的每一个被定向在相同方向上。换言之，场方向传感器58中的每一个被定向成使得场方向传感器58所生成的信号表示该磁场相对于相同固定方向的方向性。在来自NVE Corporation的基于GMR或TMR的角度传感器的情况下，场方向传感器58可被安装成使得传感器中每一个的锁定或固定方向层指向基本上相同方向。以此方式，传感器58的输出表示相对于该相同的锁定或固定方向的方向性(例如，测量到的角度)。
虽然场方向传感器58a和58b被示为安装在PCB 54的同一侧上，但构想了场方向传感器58在IMD 26内的其他安排。例如，场方向传感器58a和58b可被安排在PCB 54的相对侧上(例如，场方向传感器58a被安装在PCB 54的顶面上而场方向传感器58b被安装在PCB 54的底面上)。在其中IMD 26包括两个以上场方向传感器58的实例中，场方向传感器58可被安排在PCB 54的同一侧或PCB 54的不同侧上。各传感器的放置和间隔将取决于传感器的分辨率以及IMD 26将需要区分的场的散度差。在其他示例中，场方向传感器58可以被包括在同一集成电路基板上，并且因此被封装在同一集成电路封装之内。在一些示例中，场方向传感器58可以连同其它电子组件一起被包括在集成电路封装之内(例如，在具有其它集成电路的基板上)，或者与其它集成电路一起被封装在多芯片封装之内。
IMD 26可能经受具有不同特性的各种磁场源的影响。例如，IMD 26可能经受遥测头磁体46的遥测头场或MRI设备16的静态MRI场的影响。控制模块56可以基于从一个或多个场方向传感器58、场强传感器60或其组合接收到的信号来标识检测到的磁场的源。例如，基于从场方向传感器58和/或场强传感器60中的一者或多者接收到的信号，控制模块56可以将检测到的磁场的源标识为MRI设备16的主磁体或遥测头磁体46。控制模块56的处理器随后可以在源被标识为MRI设备16的主磁体时使IMD 26在MRI模式中操作，或者在源被标识为遥测头磁体46时使IMD 26在遥测头模式中操作。
在一些情况下，控制模块56可以响应于磁场的量级超过强度阈值使IMD26在一般磁体模式中操作，并随后在源被标识为MRI设备16的主磁体时转变到MRI模式以使IMD 26在MRI模式中操作，或在源被标识为遥测头磁体46时转变到遥测头模式。在一个示例中，一般磁体模式可以与遥测头模式相同。
在一些示例中，控制模块56可以基于在IMD 26之内或附近的至少两个位置处测量到的检测到的磁场的强度和该磁场的方向性的散度来标识检测到的磁场的源。在其他示例中，控制模块56可以基于磁场的方向性的散度以及检测到的与磁场强度不同的参数(如，检测到的IMD 26所遭受的RF场的频率、检测到的IMD 26所遭受的梯度磁场、变压器芯的饱和等)来标识检测到的磁场的源。
现在参考图4讨论基于静态MRI场及遥测头场的强度和方向性的散度来检测各种场。遥测头场以及静态MRI场的强度在图4中分别被示为阴影框和#纹框，并示出了控制模块56用来确定检测到的磁场的源的可编程阈值(例如，下/上阈值)。
遥测头场的强度可以在与遥测头磁体46最接近的点处达到最大值。遥测头场的强度可以随着离遥测头磁体46的距离增大而(例如，指数地)减小。在图4中，遥测头场的强度被显示成从0T到标定的“最大遥测头场”的范围。最大遥测头场可以是遥测头场的最大强度，例如，在与遥测头磁体46最接近的点处。
在离遥测头磁体46的短距离处(例如，在数英寸之内)，遥测头场的强度显著下降，例如有时低至0-1mT。例如，在数英寸之内(例如，小于10英寸)，遥测头场可以下降到小于0.5mT。单色阴影区域在0T处的左边缘指示了遥测头场不能被场强传感器60检测到的场景。换言之，单色阴影区域在0T处的最左边缘指示了如下场景：IMD 26相对于遥测头磁体46定位成使得遥测头磁体46所产生的场不能被场强传感器60检测到。随着遥测头磁体46和IMD 26之间的距离减小(遥测头磁体46更接近IMD 26)，可由场强传感器60检测的遥测头场的强度可以最多增加到最大遥测头场。
在一些示例中，可由场强传感器60之一检测到的最大遥测头场的强度可能约为100mT，例如，当IMD 26紧密靠近遥测头磁体46的时候。尽管最大遥测头场可以约为100mT，但是在一些情况下，在其它示例中，最大遥测头场可以大于或小于100mT。
静态MRI场的强度可以在MRI设备的MRI孔之内(例如，接近主磁体)达到最大值，并且在MRI孔之外的区域中朝着值0T逐渐变小。一般而言，随着距MRI孔的距离不断增大，静态MRI场在强度方面逐渐减小。#纹区域在0T处的左边缘指示了静态MRI场不能被场强传感器60检测到的场景。换言之，#纹区域在0T处的最左边缘指示了如下场景：IMD 26相对于MRI孔定位成使得MRI设备所产生的静态MRI场不能被场强传感器60检测到。随着MRI孔与IMD 26之间的距离减小(IMD 26更接近MRI孔)，可由场强传感器60检测到的静态MRI场的强度可最多增加到静态MRI场的最大强度，该最大强度通常大于0.5T且在当今市场上大多数MRI设备的情况下，大约是1.5T或3.0T(但具有大于和小于这些值的静态MRI场的MRI设备是可获得的)。图4中#纹区域的最右边部分示出了在IMD 26被放置成靠近MRI孔或者处于MRI孔之内时可由场强传感器60检测到的磁场。
在图4中标记为“下阈值”和“上阈值”的值可以是存储在控制模块56中的可编程值或存储在IMD 26内的存储器中的可由控制模块56使用的可编程值。下阈值可以是指示最小磁场强度的值，控制模块56可将其标识为遥测头场或静态MRI场。当检测到的磁场比下阈值弱时，控制模块56可以使IMD 26在正常模式中操作。下阈值可被设置成可靠地指示IMD 26被暴露到磁场的值，如遥测头磁体46接近IMD 26或MRI设备16接近IMD 26的可靠指示。换言之，下阈值可以被设置成使得控制模块56忽略比指示遥测头磁体46或MRI设备16的磁场弱的那些磁场。下阈值可被编程为使得控制模块56拒绝与遥测头磁体46或MRI设备16不同的源所产生的“噪声”或磁场。在一些示例中，下阈值可以被设为大约1-2mT。
上阈值指示了最大磁场强度，控制模块56可以将其识别为由遥测头磁体46所产生的磁场。当检测到的磁场大于上阈值时，控制模块56可以确定IMD 26处于静态MRI场的存在之中。例如，上阈值可以被设置成使得上阈值大于可由遥测头磁体46产生的磁场或任何其他常见环境磁场源。相应地，检测到在上阈值之上的磁场可以以很高的概率指示检测到的磁场是由MRI设备16的主磁体所生成的，而非遥测头磁体46所生成的。因此，在控制模块56检测到强度比上阈值大的磁场的示例中，控制模块56可以可靠地将检测到的磁场的源标识为MRI设备16的主磁体。控制模块56随后可以使IMD 26在MRI模式中操作。
在一些示例中，上阈值可以被设为大约200-500mT，例如，常规遥测头磁体不可能产生的磁场强度范围，或者，至少在植入IMD 26的位置处常规遥测头磁体通常不可能产生的磁场强度范围。然而，遥测头场的强度可以在多个遥测头磁体中不一样，相应地，在一些示例中，将上阈值设置为仅稍稍大于最大遥测头场(例如，大200-500mT)的值可能不足以可靠地排除遥测头场。因此，将上阈值选择为充分地大于大多数常规遥测头磁体可产生的磁场(例如，大2倍)就可以仅基于检测到的磁场在单个位置处的大小来更可靠地检测静态MRI场。
取决于IMD 26相对于磁场源的位置，静态MRI场的强度可能相似于遥测头场的强度。例如，当IMD 26位于远离MRI孔一段距离处时(例如，在1-2英尺的量级上)，根据永磁体的强度，该静态MRI场可以具有与遥测头磁体46所产生的场相似的强度(例如，100mT或更小)。在这种情况下，控制模块56可能不能仅基于检测到的磁场的强度来可靠地区分静态MRI场与遥测头场。包括可能指示遥测头场或静态MRI场的磁场强度的上阈值和下阈值之间的值范围可以被称为“重叠区域”，正如图4所示那样。
在其他情况下，场强传感器60可能只能产生二元输出，例如，在没有检测到磁场的情况下产生第一输出，并在检测到超过阈值的磁场的情况下产生第二输出。例如，磁场强度传感器60可以是只能够确定磁场是否超过单个阈值(如，下述下阈值)的Reed开关或其他磁传感器。在这种情况下，控制模块56将不能够仅基于量级或强度来区分磁场的源。然而，控制模块56将能够确定具有超过磁场传感器的阈值的量级的外部磁场的存在，该阈值可能等于下阈值、上阈值、或所描述的下阈值和上阈值之间的阈值。在这样的示例系统中，“重叠区域”可对应于单个阈值(如图4中所示的下阈值)之上的整个区域。
虽然静态MRI场和遥测头场可能在重叠区域中具有类似强度，但在IMD26之内或附近的两个或更多个位置处测量到的、静态MRI场和遥测头场所产生的磁场的方向性的散度可能彼此不同。图5A和5B分别示出了遥测头磁体46和MRI设备16的示例磁场模式。图5A和5B是作为示例性场模式来提供的并且不是按比例绘制的。如以上参考图2所描述的，遥测头磁体46通常具有约等于IMD 26的面积的面积，使得在遥测头46被置于IMD 26上方时，遥测头磁体46基本上覆盖IMD 26。另一方面，MRI设备16的静态磁体在尺寸上大得多，例如通常至少比遥测头磁体46大一个数量级且在大多数情况下大两个或更多个数量级。例如，MRI扫描仪的孔可以在60-72厘米(cm)之间，而典型遥测头磁体是约6cm。主要归因于磁体的物理尺寸的差异，在IMD 26被暴露到遥测头磁体46时场方向传感器58a和58b处的方向性的散度远大于在IMD 26被暴露到静态MRI场时场方向传感器58a和58b处的方向性的散度。
从MRI设备16的孔到患者检查台的末端的磁场线可基本上平行于孔轴并且因此基本上彼此平行。如此，当患者在患者检查台上时的散度将相当小。在靠近MRI设备16处存在场的方向性的散度可能很大的区域，如靠近扫描仪孔开口的区域。然而，在这些区域中，静态场的量级也将很大。另一方面，遥测头磁体46的磁场线在小得多的面积内改变方向，从而导致在IMD 25之内或附近测量到的方向性散度大得多。
控制模块56可以基于从场方向传感器58获得的信号来确定指示IMD 26被暴露到的磁场的方向性的参数。例如，控制模块56可基于磁场传感器所输出的信号来为场方向传感器中的每一个确定该磁场相对于固定方向的角度。在可从NVE购得的基于GMR或TMR的角度传感器的情况下，控制模块56可基于该传感器所输出的电压信号来为每一场方向传感器58确定“锁定”或固定方向层与活动方向或“自由”层之间的角度。在其他示例中，控制模块56可以确定与相对于固定方向的角度不同的、指示磁场的方向性的一个或多个参数。
控制模块56基于测量到的指示磁场的方向性的参数来确定磁场的方向性的散度。在一个示例中，控制模块56可以确定在场方向传感器58的各相应位置处测量到的各角度之间的绝对差。一般而言，在场方向传感器58的各相应位置处测量到的遥测头磁体46的磁场的方向性之间的差异大于在场方向传感器58的各相应位置处测量到的静态MRI场的磁场的方向性之间的差异。换言之，遥测头磁体46的方向性散度大于MRI设备16的永磁体的方向性散度。在检测到的磁场的强度处于重叠区域内时，尤其如此。
控制模块56可以将所确定的绝对差与可靠地区分指示静态MRI场的磁场散度值的范围与指示遥测头场的磁场散度值的范围的场散度阈值进行比较。例如，磁场散度阈值可被选择成使得小于磁场散度阈值的测量到的磁场散度值指示静态MRI场，而大于磁场散度阈值的测量到的磁场散度值指示遥测头场。在一些示例中，磁场散度阈值可以由用户使用编程器22来设置。
在一个示例中，控制模块56可以使用磁场的方向性中的散度以在重叠区域中区分静态MRI场和遥测头场。在控制模块56检测到具有以上参考图4讨论的重叠区域中的强度的磁场时，控制模块56可以确定感测到的磁场的方向性的散度，例如在各场方向传感器58处感测到的磁场的方向性的差异。随后，控制模块56可以将所确定的磁场的方向性的散度与场散度阈值进行比较。控制模块56可以在磁场的方向性的散度大于场散度阈值时将检测到的磁场的源标识为遥测头磁体46并且在磁场的方向性的散度小于或等于场散度阈值时将检测到的磁场的源标识为MRI设备16的主磁体。在一些情况下，重叠区域可以是阈值磁场强度之上的整个区域，如不能区分单个阈值之上的不同强度的磁场的磁场强度传感器60的情况。
在一些情况下，场方向传感器58可以只在检测到超过下阈值的磁场时被利用。例如，场方向传感器58可响应于检测到超过下阈值的磁场而被打开。控制模块56可包括用于向场方向传感器58选择性地提供功率的电路。在检测到超过下阈值的磁场之前，场方向传感器58可保持关闭，使得不消耗功率。以此方式，只有场强传感器60是打开或活动的，直至检测到磁场为止，从而降低了传感器58的功耗并减少了处理场方向传感器58的输出所必需的处理资源。在另一示例中，控制模块56可以只在确定磁场的源不能只使用测量到的磁场强度来检测后(例如响应于确定磁场落入重叠区域内)才向场方向传感器58提供功率。
图6是示出了根据本公开的一个方面的用于标识磁场的源的示例方法的流程图。一开始，控制模块56确定超过磁场强度阈值的磁场(70)。控制模块56可以基于从场强传感器60接收到的信号来确定磁场的强度。
响应于确定磁场的强度超过强度阈值，控制模块56可启用场方向传感器58以测量磁场的方向性(71)。在图3A和3B的示例IMD 26中，它们具有两个场方向传感器58，第一场方向传感器58a生成表示在第一场方向传感器58a的位置处的磁场的方向的信号且第二场方向传感器58b生成表示在第二场方向传感器58b的位置处的磁场的方向的信号。在其他情况下，IMD 26可包括两个以上的场方向传感器58，这些场方向传感器各自生成指示在相应场方向传感器58的位置处的磁场方向的信号。
控制模块56可以确定检测到的磁场的方向性的散度(72)。控制模块56获得场方向传感器58所生成的信号并基于从各场方向传感器58中的每一个获得的信号来确定在磁场传感器的各位置中的相应位置处的磁场的方向性。在一个示例中，控制模块56确定在场方向传感器58中的每一个的位置处磁场相对于固定方向的角度。使用所确定的磁场在各位置处的角度(或指示磁场在这些位置处的方向性的其他参数)，控制模块56例如通过计算磁场传感器58a处的角度与磁场传感器58b处的磁场的角度之间的绝对差来确定检测到的磁场的散度。
在其中IMD 26包括两个以上场方向传感器58的一些实例中，控制模块56可以确定在所有磁场传感器的位置处测量到的各角度中的每一个之间的绝对差。在例如三个场方向传感器58的情况下，控制模块56可以确定在第一传感器处测量到的角度与在第二传感器处测量到的角度之间的绝对差，在第一传感器处测量到的角度与在第三传感器处测量到的角度之间的绝对差，以及在第二传感器处测量到的角度与在第三传感器处测量到的角度之间的绝对差。控制模块56可以基于这些绝对差中的一个或多个来确定磁场的散度。在一个示例中，控制模块56可以选择计算得到的最大绝对差作为磁场的方向性的散度。在另一示例中，控制模块56可以取计算得到的绝对差的平均值，并且使用该平均值作为磁场的方向性的散度。
控制模块56将所确定的磁场的散度与散度阈值进行比较(74)。如上所述，在一些示例中，磁场散度阈值可以是由用户使用编程器22来编程的。在所确定的磁场散度大于或等于散度阈值时，控制模块56将磁场标识为遥测头场(76)且控制模块56将IMD 26从在正常模式中操作转变到在遥测头模式(78)中操作。在所确定的磁场散度不大于或等于(即，小于)散度阈值时，控制模块56将磁场标识为静态MRI场(80)且控制模块56将IMD 26从在正常模式中操作转变到在MRI模式中操作(82)。
图7是示出了根据本公开的另一方面的用于标识磁场的源的另一示例方法的流程图。最初，控制模块56可以确定IMD 26身处其中的磁场的强度(90)。控制模块56可以基于从磁场传感器60接收到的一个或多个信号来确定磁场的强度。例如，磁场传感器60可以是输出根据磁场的强度而变化的电压的霍尔效应传感器且控制模块56可以基于来自该传感器的电压来确定磁场的强度。
控制模块56确定在框(90)中确定的磁场强度是否大于下阈值(92)。如以上参考图4描述的，下阈值可以是指示最小磁场强度的值，控制模块56可将其标识为遥测头场或静态MRI场。在框(90)中，如果磁场强度不大于下阈值，则控制模块56继续监视IMD 26身处其中的磁场的强度，直到磁场强度大于下阈值。
如果框(90)中所确定的磁场强度大于下阈值，则控制模块56确定磁场强度是否大于上阈值(94)。上阈值指示了最大磁场强度，控制模块56可以将其识别为由遥测头磁体46所产生的磁场。如果磁场的强度大于上阈值，则控制模块56将磁场标识为静态MRI场(104)，并且控制模块56可以使IMD26从在正常模式中操作转变为在MRI模式中操作以使IMD 26为MRI扫描做好准备(106)。
如果磁场的强度不大于上阈值并且因此在下阈值和上阈值之间(即，在重叠区域中)，则控制模块56可以启用(例如，通电)场方向传感器58以测量磁场的方向性(95)。在图3A和3B的示例IMD 26中，它们具有两个场方向传感器58，第一场方向传感器58a生成表示在第一场方向传感器58a的位置处的磁场的方向的信号且第二场方向传感器58b生成表示在第二场方向传感器58b的位置处的磁场的方向的信号。在其他情况下，IMD 26可包括两个以上的场方向传感器58，这些场方向传感器各自生成指示在相应场方向传感器58的位置处的磁场的方向的信号。
控制模块56确定检测到的磁场的方向性的散度(96)。如上所述，控制模块56获得来自场方向传感器58的信号并基于从各场方向传感器58中的每一个获得的信号来确定在磁场传感器的各位置中的相应位置处的磁场的方向性。在一个示例中，控制模块56确定在场方向传感器58中的每一个的位置处磁场相对于固定方向的角度。使用所确定的磁场在各位置处的角度(或指示磁场在这些位置处的方向性的其他参数)，控制模块56例如通过计算磁场传感器58a处的角度与磁场传感器58b处的磁场的角度之间的绝对差来确定检测到的磁场的散度。
在其中IMD 26包括两个以上场方向传感器58的一些实例中，控制模块56可以确定在所有磁场传感器的位置处测量到的各角度中的每一个之间的绝对差。在例如三个场方向传感器58的情况下，控制模块56可以确定在第一传感器处测量到的角度与在第二传感器处测量到的角度之间的绝对差，在第一传感器处测量到的角度与在第三传感器处测量到的角度之间的绝对差，以及在第二传感器处测量到的角度与在第三传感器处测量到的角度之间的绝对差。控制模块56可以基于这些绝对差中的一个或多个来确定磁场的散度。在一个示例中，控制模块56可以选择计算得到的最大绝对差作为磁场的方向性的散度。在另一示例中，控制模块56可以取计算得到的绝对差的平均值，并且使用该平均值作为磁场的方向性的散度。
控制模块56将在框(96)确定的散度与磁场散度阈值进行比较(98)。如上所述，在一些示例中，磁场散度阈值可以是由用户使用编程器22来编程的。在磁场散度大于或等于磁场散度阈值时，控制模块56将磁场标识为遥测头场(100)且控制模块56将IMD 26从在正常模式中操作转变到在遥测头模式中操作(102)。在磁场散度不大于或等于(即，小于)磁场散度阈值时，控制模块56将磁场标识为静态MRI场(104)且控制模块56将IMD 26从在正常模式中操作转变到在MRI模式中操作(106)。
在一些情况下，控制模块56可以响应于磁场的量级超过强度阈值使IMD26在一般磁体模式中操作，并随后在源被标识为MRI设备16的主磁体时转变到MRI模式以使IMD 26在MRI模式中操作，或在源被标识为遥测头磁体46时转变到遥测头模式。例如，控制模块56可以在磁场超过下阈值但没有超过上阈值时开始在一般磁体模式中操作。在一个示例中，一般磁体模式可以与遥测头模式相同。
图8是详细示出了IMD 26的示例控制模块56的框图。控制模块56包括处理模块110、存储器112、治疗模块114、感测模块116、通信模块118以及场区分模块120。
处理模块110可以与存储器112进行通信。存储器112可以包括计算机可读指令，在处理模块110执行这些指令时，使处理模块110执行属于本文的处理模块110的各种功能。存储器112可以是任何非易失性计算机可读介质，包括任何易失性、非易失性、磁的或电的介质，比如RAM、ROM、NVRAM、EEPROM、闪存、或任何其它数字介质。
处理模块110也可与治疗模块114和感测模块116通信。治疗模块114和感测模块116电耦合到引线28和30的电极38、40、42以及44。感测模块116被配置成分析来自引线28和30的电极38、40、42以及44的信号，以便监视心脏102的电活动，比如心脏102的去极化和复极化。基于从电感测模块110接收到的信号，处理模块110可以检测心脏活动。在一些示例中，基于从感测模块116接收到的信号，处理模块110可以例如使用任何合适的快速性心律失常检测算法来检测快速性心律失常。
处理模块110可以基于检测到的心脏活动来产生EGM波形。处理模块110也可以基于检测到的心脏活动来产生标记物通道数据。例如，标记物通道数据可以包括用于指示与IMD 26相关联的感测、诊断和治疗事件的发生和时序的数据。另外，标记物通道数据可包括与IMD 26或引线28和30的各组件的性能或完整性有关的信息。处理模块110可以将EGM波形以及标记物通道数据存储到存储器112中。随后，例如，在通过通信模块118从编程器22作出请求的时候，处理模块110可以从存储器112中检索出已存储的EGM。
治疗模块114被配置成生成并向心脏102或其他所需位置给予治疗，如电刺激治疗。处理模块110可控制治疗模块114，以根据可被存储在存储器112内的一个或多个治疗程序向心脏102给予电刺激治疗。例如，处理模块110可以控制治疗模块114，以基于一个或多个治疗程序以及从感测模块116中接收到的信号向心脏102给予起搏脉冲。
治疗模块114还可被配置成生成复律和/或除颤电击并向心脏102给予复律和/或除颤电击，以作为起搏脉冲的补充或替换。处理模块110可以控制治疗模块114，以向心脏102给予复律和除颤脉冲。例如，在处理模块110检测到心房或心室快速性心律失常的情况下，处理模块110可以从存储器112中加载反快速性心律失常起搏方案，并且控制治疗模块114以实现该反快速性心律失常起搏方案。在治疗模块114被配置成生成除颤脉冲并向心脏12给予除颤脉冲时，例如在ATP治疗不能有效消除快速性心律失常的情况下，治疗模块114可包括高电压充电电路和高电压输出电路。
通信模块118包括任何合适的硬件、固件、软件、或其任意组合，以便通过无线遥测与诸如编程器22和/或患者监视器之类的另一设备进行通信。在处理模块110的控制下，在IMD 26中的天线(未示出)的帮助下，通信模块118可以接收来自编程器22和/或患者监视器的下行链路遥测并且向编程器22和/或患者监视器发送上行链路遥测。处理模块110可提供将被上行链路至编程器22的数据以及用于通信模块118内的遥测电路的控制信号。
在一些示例中，IMD 26可包括与场方向传感器58或场强传感器60不同的附加传感器，处理模块110可以与这些附加传感器通信。例如，IMD26可以包括下列传感器中的一个或多个：运动传感器(例如，加速度计或压电元件)、心声传感器、或用于感测心脏内的或其它心血管压力的压力传感器(例如，电容传感器)。一个或多个附加传感器可位于外壳34之内、位于外壳34之外、附连到引线28或30中的一者或多者、或经由通信模块118无线耦合到控制模块56。在一些示例中，场方向传感器58或场强传感器60可位于外壳34之外、附连到引线28或30中的一者或多者、或经由通信模块118无线耦合到控制模块56。
场区分模块120与场方向传感器58、场强传感器60以及处理模块110通信。场区分模块120可包括与场方向传感器58和场强传感器60对接的电路。例如，场区分模块120可以包括向场方向传感器58和场强传感器60提供功率的电路，或者用于处理从场方向传感器58和场强传感器60接收到的信号的放大电路、滤波电路、和/或其它信号调节电路。在一些示例中，场区分模块120也可以包括用于使经调节的信号数字化并将数字化的信号发送到处理模块110的电路。
场区分模块120接收来自场强传感器60的信号并确定磁场的强度。场区分模块120还接收来自场方向传感器58的信号并确定在场方向传感器58的相应位置处的磁场的方向性。如本文详细描述的，场区分模块120可以基于使用从场方向传感器58和场强传感器60接收到的信号所确定的强度和/或方向性来将检测到的磁场的源标识为MRI设备的主磁体或遥测头磁体46。随后，场区分模块120可以向处理模块110指示检测到的磁场的源。在场强传感器60没有感测到磁场的示例中，场区分模块120可以向处理模块110指示没有感测到磁场。
根据由场区分模块120所指示的磁场的源，处理模块110可以将IMD 26从在正常模式中操作转变为在遥测头模式或MRI模式之一中操作。在没有检测到磁场的时候，处理模块110可以在正常模式中操作。在正常模式中操作的时候，处理模块110可以提供典型的感测、起搏以及除颤功能，而不用准备好与遥测头24进行通信或者使IMD 26准备好进入MRI环境中。然而，当IMD 26从在正常模式中操作转变为在遥测头模式或MRI模式中操作时，处理模块110的操作可以发生改变。
响应于来自场区分模块120的指示(即，磁场的源是遥测头磁体46)，处理模块110可以使IMD 26从在正常模式中操作转变为在遥测头模式中操作。在遥测头模式中的时候，处理模块110可以控制通信模块118以与遥测头进行通信，例如，从遥测头122下载数据以及将数据上传到遥测头122。
响应于来自场区分模块120的指示(即，磁场的源是MRI设备的主磁体)，处理模块110可以使IMD 26从在正常模式中操作转变为在MRI模式中操作。在MRI模式中的时候，处理模块110可以执行用于使IMD 26准备好要暴露于MRI环境的命令。例如，处理模块110可以通过通信模块118来通知操作人员已经检测到了MRI场并且IMD 26被配置成在MRI扫描期间进行操作。在其他示例中，处理模块110可以在MRI模式中操作期间禁用遥测功能。对于起搏功能，处理模块110可以控制治疗模块114以在非同步模式中操作，其中起搏是根据设定的定时(即，固定的、预定的定时)而提供的，并且可以不响应于感测模块116所感测到的事件(比如感测到的心脏P或R波)。在其他示例中，处理模块110可以控制IMD 26在纯感测模式中操作，其中不提供起搏治疗。当治疗模块114包括除颤功能时，在MRI模式中，处理模块110可以禁用心动过速检测和除颤，使得在引线28或30中感生的任何电噪声可以不被误解释为心动过速事件。处理模块110也可以不在存储器112中继续存储EGM波形，并且可以禁用诊断功能，因为梯度场和RF场可能破坏这些EGM波形。在一些示例中，处理模块110可以使用其他传感器(例如，压力或加速度传感器)、不同的感测电路、或不同的感测算来检测患者的心脏活动。在其它示例中，处理模块110可以指令感测模块116滤除由MRI场所感生的信号。可以构想，根据本文未描述的另外的设置，处理模块110可以控制感测模块116和治疗模块114，以确保IMD 26在MRI扫描期间能正确地操作。
场区分模块120可以包括可编程的设置，这些设置被用于标识检测到的磁场。如上所述，这些设置可以包括下阈值、上阈值、以及磁场散度阈值。在一些示例中，用户可以对所述下阈值、上阈值、以及磁场散度阈值进行编程。在这些示例中，用户可以将下阈值、上阈值、以及磁场散度阈值输入到编程器22中，编程器22随后可以通过通信模块118将下阈值、上阈值、以及磁场散度阈值转移到处理模块110。随后，处理模块110可以将下阈值、上阈值、以及磁场散度阈值转移到场区分模块120，以供场区分模块120在标识检测到的磁场时使用。另外，在一些示例中，用户可以使用编程器22查询当前的下阈值、上阈值、以及磁场散度阈值。
在一些示例中，场区分模块120可以包括用于启用场区分功能的各部分的设置。例如，场区分模块120可以响应于检测到具有超过特定阈值(如下阈值)强度的磁场而启用场方向传感器58，例如向场方向传感器58提供功率。以此方式，在没有检测到超过下阈值的磁场时，不向场方向传感器58提供功率，从而节省IMD 26的电源。在检测到超过下阈值的磁场时，场方向传感器58可被通电以测量磁场的方向性的散度。在其他实例中，场方向传感器58可响应于检测到磁场强度处于重叠区域中而被启用(通电)。以此方式，在场区分模块120能够只基于强度来标识磁场的源时，场方向传感器58保持关闭。
在一些示例中，处理模块110可以被配置成当检测到了静态MRI场时通过通信模块118向外部计算设备进行指示。例如，外部计算设备可以包括编程器22或在MRI设备身处其中的成像室之内的任何其它计算设备。在检测到静态MRI场时，处理模块110可以通过通信模块118向外部计算设备指示该患者具有能够检测静态MRI场的IMD和/或静态MRI场被检测到了。随后，外部计算设备可以例如在显示器上向临床医师显示指示符，指示IMD 26已检测到MRI设备并且为MRI扫描做好了准备。
作为另一个示例，在检测到静态MRI场时，处理模块110可以通过通信模块118向外部通信设备指示检测到了静态MRI场。随后，响应于从通信模块118接收到的指示，外部计算设备可以向IMD 26发送确收。响应于接收到该确收，处理器110可以使IMD 26在MRI模式中操作。
已描述了各种示例。这些和其他示例在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种设备，包括：
外壳，所述外壳被配置成植入到患者体内；
第一磁场方向传感器，所述第一磁场方向传感器位于所述外壳中的第一位置处并且被配置成生成表示磁场在所述第一位置处的第一方向的信号；
第二磁场方向传感器，所述第二磁场方向传感器位于所述外壳中的第二位置处并且被配置成生成表示所述磁场在所述第二位置处的第二方向的信号；
磁场强度传感器，所述磁场强度传感器被配置成生成表示所述磁场的强度的信号；以及
控制模块，所述控制模块被配置成基于表示所述磁场的强度的信号、表示所述磁场的第一方向的信号、以及表示所述磁场的第二方向的信号中的至少一者来标识所述磁场的源。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成确定所述第一方向与所述第二方向之间的绝对差并至少基于所述第一方向和所述第二方向之间的绝对差来标识所述磁场的源。
3.如权利要求1或2中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成：
基于所述磁场强度传感器所生成的信号来确定所述磁场的强度；
将所述磁场的强度与强度阈值进行比较；
将所述第一方向与所述第二方向之间的绝对差与散度阈值进行比较；
在所述磁场的强度大于所述强度阈值且所述第一方向与所述第二方向之间的绝对差小于所述散度阈值时将所述磁场的源标识为磁共振成像设备的主磁体。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成在所述磁场的强度大于所述强度阈值且所述第一方向与所述第二方向之间的绝对差大于或等于所述散度阈值时将所述磁场的源标识为手持式磁设备。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成响应于将所述磁场的源标识为所述MRI设备的主磁体而在MRI模式中操作，且响应于将所述磁场的源标识为所述手持式磁设备而在遥测头模式中操作。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成响应于所述磁场的强度超过所述强度阈值而对所述第一和第二磁场方向传感器通电。
7.如权利要求1-6中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成：
将所述磁场的强度与强度阈值进行比较；
响应于所述磁场的量级超过所述强度阈值而在磁体模式中操作；
将所述第一方向与所述第二方向之间的绝对差与散度阈值进行比较；以及
在所述第一方向与所述第二方向之间的绝对差小于所述散度阈值时转变到MRI模式。
8.如权利要求1-7中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成：
基于所述磁场强度传感器所生成的信号来确定所述磁场的强度；
将所述磁场的强度与上强度阈值进行比较；以及
当所述磁场的强度大于所述上强度阈值时，将所述磁场的源标识为磁共振成像(MRI)设备的主磁体。
9.如权利要求1-8中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成：
在所述磁场的强度不大于所述上强度阈值时确定所述第一和第二方向之间的绝对差；
将所述绝对差与散度阈值进行比较；
当所述绝对差小于所述散度阈值时，将所述磁场的源标识为所述MRI设备的主磁体；以及
当所述绝对差大于或等于所述散度阈值时，将所述磁场的源标识为手持式磁设备。
10.如权利要求1-9中任一项所述的设备，其特征在于，
还包括第三磁场方向传感器，所述第三磁场方向传感器位于所述外壳中的第三位置处并且被配置成生成表示所述磁场在所述第三位置处的第三方向的信号，
其中所述控制模块被配置成：
确定所述第一和第二方向之间的第一绝对差；
确定所述第一和第三方向之间的第二绝对差；
确定所述第二和第三方向之间的第三绝对差；
将所述绝对差中的每一个与散度阈值进行比较；
当所述绝对差中的任一个大于或等于所述散度阈值时，将所述磁场的源标识为手持式磁设备；以及
当所述绝对差中没有一个大于或等于所述散度阈值且所述磁场的强度大于强度阈值时，将所述磁场的源标识为所述MRI设备的主磁体。
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